(57)【要約】【課題】  走査結像光学系に含まれる結像素子の反りに起因する初期状態での走査線曲がり及び／または等速性の補正を正確に行え、なおかつ温度変化に起因する変形を有効に抑制し得る調整手段を備えた光走査装置や画像形成装置の提供する。【解決手段】  光源ユニット２１からの光束を、光学素子２２を通して光偏向手段２３に導く第一結像系と、光偏向手段２３によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして集光するとともに等速度で走査させる光学素子１０１を備えた第二結像系とを有し、する光走査装置において、第二結像系で被走査面上を走査される走査線の少なくとも傾きを調整する調整手段９０に、駆動源１３１によって回転駆動される駆動軸１３２に形成されたネジ部と、ネジ部に螺号するネジ部とその外側に歯部１３７ａが形成されたナット部材１３７と、駆動軸の回転を歯部１３７ａに伝達する歯車列１３４，１３５，１３６とを備えた差動ネジ機構を用いた。【選択図】      図６
2005088445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の少なくとも位置または姿勢の調整を行う調整機構であって、
対象物を駆動するための駆動源と、駆動源によって回転駆動される駆動軸に形成されたネジ部と、前記ネジ部に螺号するネジ部とその外側に歯部が形成されたナット部材と、前記駆動軸の回転を前記歯部に伝達する歯車列とを有することを特徴とする調整機構。
【請求項２】
請求項１記載の調整機構において、
前記駆動源はステッピングモータであり、前記ナット部材の移動最小分解能＜（ネジピッチ／（３６０／ステップ角））なる関係を満たす差動ネジ機構で構成したことを特徴とする調整機構。
【請求項３】
光源ユニットと、光源ユニットからの光束を、光学素子を通して光偏向手段に導く第一結像系と、前記光偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして集光するとともに等速度で走査させる複数の光学素子を備えた第二結像系とを有する光走査装置において、
前記複数の光学素子の少なくとも１つを対象物とし、前記第二結像系で前記被走査面上を走査される走査線の少なくとも傾きを調整する調整手段に、請求項１又は２記載の調整機構を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
１以上の光源からの光束を光偏向手段により偏向させ、偏向された光束を１以上の走査結像光学系により、光源に応じた被走査面上に光スポットを形成して光走査を行う光走査装置において、
走査結像光学系が含む結像素子の１以上における副走査方向の姿勢、前記結像素子の１以上における走査線の曲がり、位置及び傾きを補正する走査線調整機構とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４記載の光走査装置において、
前記走査結像光学系の１以上の結像素子が樹脂製結像素子であることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項５記載の光走査装置において、
前記走査線調整機構は、前記樹脂製結像素子を副走査方向から保持する形状保持手段と、前記樹脂製結像素子を副走査方向に変位させて前記樹脂製結像素子による走査線の曲がりを調整する走査線曲がり補正手段と、前記形状保持手段を変位させて前記樹脂製結像素子による走査線位置を調整する第一の駆動源を備えた走査線位置補正手段と、前記形状保持手段を変位させて前記樹脂製結像素子による走査線の傾きを調整する第二の駆動源を備えた走査線傾き補正手段とを有し、
前記形状保持手段、前記走査線曲がり補正手段、走査線位置補正手段及び走査線傾き補正手段が前記樹脂製結像素子に対して一体的に構成されたことを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項６記載の光走査装置において、
前記走査線曲がり補正手段、走査線位置補正手段及び走査線傾き補正手段が前記形状保持手段に対して一体的に構成されたことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項６また７記載の光走査装置において、
前記走査線位置の位置を検出する走査線位置検出装置を有し、
前記走査線位置検出装置からの検出情報に基づき、前記第一の駆動源を駆動して前記形状保持手段を光軸に回動することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項６、７又は８記載の光走査装置において、
前記形状保持手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、
前記姿勢制御手段からの検出情報に基づき、前記第二の駆動源を駆動して前記形状保持手段を副走査船方向に回動することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項６、７、８又は９記載の光走査装置において、
前記形状保持手段は、前記樹脂製結像素子の副走査方向への反りを副走査方向から押さえることで、経時での形状変化を抑えるものである特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項８または９記載の光走査装置において、
前記樹脂製結像素子による走査線曲がりは、前記走査線曲がり補正手段で初期調整のみ行い、前記樹脂製結像素子による走査線位置及び傾きの補正は、前記走査線位置補正手段及び／または前記走査線傾き補正手段により、前記樹脂製結像素子の姿勢を制御して補正するとともに、温度特性を含めた経時変化に対する走査線位置及び／または傾き変動は、走査線位置を検出する検出手段、色ずれ検出手段あるいは前記姿勢検出手段の検出結果に基づき前記走査線位置補正手段及び／または前記走査線傾き補正手段の第一または第二の駆動源を駆動して制御することを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項７または８記載の光走査装置において、
前記形状保持手段は、副走査方向に互いに対向配置されて、前記樹脂製結像素子を挟持する一対の保持部材と、前記樹脂製結像素子の副走査方向厚みと略同一あるいは薄い厚みであり、前記副走査方向と交差する前記樹脂製結像素子の長手方向の両端部よりも外側に配設された間隔保持部とを有し、前記間隔保持部を介して前記一対の保持部材を互いに締結し、
前記走査線曲がり調整手段は、前記樹脂製結像素子の両端部よりも樹脂製結像素子の長手方向であって前記樹脂製結像素子と対向する一方の保持部材の面に設けられた基準面と、前記基準面と対向する側に位置する他方の保持部材における樹脂製結像素子の長手方向に間隔を空けて配置され、前記樹脂製結像素子を前記基準面に向かって押圧する押圧手段とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光走査装置において、
前記形状保持手段を装着する固定側部材と、前記固定部材と前記形状保持手段の両端部との間にそれぞれ介装され、前記形状保持部材と前記固定部材とを弾性的に連結する弾性部材とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の光走査装置において、
前記固定側部材の基準位置に、前記形状保持手段の一方の保持部材と当接するように基準ピンを配設して、前記形状保持手段を前記固定部材に対して揺動自在に支持したことを特徴とする光走査装置。
【請求項１５】
請求項６ないし１４の何れかに記載の９記載の光走査装置において、
前記走査線曲がり補正手段は、前記樹脂製結像素子に対して接触するように前記形状保持部材に設けられた球体または円柱状部材と、前記樹脂製結像素子の長手方向に移動可能に前記形状保持部材に設けられ、傾斜面で前記球体または円柱状部材を前記樹脂製結像素子に対して押圧する押圧部材とを有し、前記押圧部材を樹脂製結像素子の長手方向に移動させることで、前記樹脂製光学素子を副走査方向に曲げて走査線曲がりを補正する複数の走査線曲がり補正機構を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１６】
請求項６ないし１５の何れかに記載の９記載の光走査装置において、
前記走査線傾き調整手段として請求項１記載の調整機構を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１７】
請求項６ないし１５の何れかに記載の９記載の光走査装置において、
前記走査線傾き調整手段として請求項２記載の調整機構を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１８】
請求項１４ないし１７の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記基準ピンの、一方の保持部材または前記樹脂製結像素子に対する位置は、主走査方向及び副走査方向における前記樹脂製結像素子の中心と略同軸上にあり、前記走査線位置調整手段は光軸の延長上に位置し、前記走査線の傾き調整手段は、前記光軸と直交方向で略前記樹脂製結像素子の光学中心の軸延長上に配置したことを特徴とする光走査装置。
【請求項１９】
像担持体と、前記像担持体に光走査装置による光走査により形成される潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、
前記光走査装置として請求項３乃至１８の何れかに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の画像形成装置において、
前記像担持体を複数備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置や姿勢の調整機構、及びこれを備えた光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の位置決め機構あるいは位置調整機構には、移動や調整を必要とする対象物と駆動源との間にネジとナットを取り付け、モータを駆動することで対象物を直線的に移動させて位置決めや位置調整を行うものが知られている。この方式は構成がシンプルであるが、移動最小分解能はネジピッチ／モータ回転分解能で単純に決まる値であるため、分解能を上げることは加工上やコストの問題が発生し、１μｍ以下の分解能を達成することは非常に困難となっている。
【０００３】
モータ軸と最終出力軸に回転差を与える方式として従来から平歯車減速機構が知られている。これは一軸の上下段に大歯車と小歯車を一体的に形成し、それを何段にも噛み合わせることで大きな減速比を得ており、通常４段以上噛み合いが必要となる。この場合一箇所の噛み合い部には必ずバックラッシュが発生し、その噛み合い箇所数に対応してバックラッシュは累積して大きくなる。そのため、モータとしてステッピングモータを用いる場合、ステップ角を細かくしても１パルスに対応した最終出力軸の回転を得ることができなくなる。この対策として、最終出力軸と直結してエンコーダを設け、その出力パルスをカウントして高精度にフィートバック制御する等の方法が行われている。
【０００４】
光走査装置に関し、光源からの光束を、回転多面鏡等の光偏向手段により偏向させ、偏向される光束をｆθレンズ等の走査結像光学系を用いて被走査面に向けて集光させることにより、被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットにより被走査面を走査する光走査装置が知られている。このような光走査装置は、光プリンタや光プロッタ、デジタル複写機等の画像形成装置に搭載されて広く知られている。
【０００５】
光走査装置を用いる画像形成装置においては、画像形成プロセス内の一工程として、光走査により画像の書込みを行う画像書込工程を含んでいるが、画像プロセスによって形成される画像の良否は光走査の良否に影響される。そして、光走査の良否は、光走査装置での主走査方向や副走査方向の走査特性に依存する。光走査装置での主走査方向の走査特性の一つとして、光走査の等速性が挙げられる。例えば光偏向手段として回転多面鏡を用いる場合、光束の偏向は等角速度的に行われるので、光走査の等速性を実現するためには、走査結像光学系としてｆθ特性を持つものを用いている。しかしながら、走査結像光学系に要請される他の性能との関係もあって、完全なｆθ特性を実現することは容易でない。このため、現実の光走査においては、光走査が完全に等速的に行われることはなく、走査特性としての等速性は、理想の等速走査からのズレを伴っている。
【０００６】
光走査装置での副走査方向の走査特性には、走査線曲がりや走査線の傾きがある。走査線は、ベルト状やドラム状の感光体等の被走査面上における光スポットの移動軌跡であり、直線であることが理想とされ、光走査装置の設計も走査線が直線となるよう行われている。しかし、実際には光学素子やメカ部品の加工誤差や組立誤差等が原因して走査線に曲がりが発生するのが一般的である。また、走査結像光学系として結像ミラーを用い、偏向光束の、結像ミラーへの入射方向と反射方向との間で、偏向光束の副走査方向に角度をもたせる場合には、原理的に走査線の曲がりが発生し、走査結像光学系をレンズ系として構成する場合でも、被走査面を副走査方向に分離した複数の光スポットで光走査するマルチビーム走査方式では走査線の曲がりが不可避である。
【０００７】
走査線の傾きは、走査線が副走査方向に対して正しく直交しない現象であり、走査線曲がりの一種である。従って、以下の説明においては特に断らない限り、走査線の傾きを走査線の曲がりという表現に含めて説明する。
【０００８】
光走査の等速性が完全でないと、形成された画像に主走査方向の歪みが生じ、走査線曲がりは、形成された画像に副走査方向の歪みを生じさせる。画像が所謂モノクロで、単一の光走査装置により書込み形成される場合は、走査線曲がりや等速性の不完全さ（理想の等速走査からのズレ）がある程度抑えられていれば、形成された画像に、目視で分かる程の歪みは生じないが、極力このような画像の歪みが少ないに越したことはない。
【０００９】
モノクロ画像とは別に、マゼンタ・シアン・イエローの３色、あるいはこれにブラックを加えた４色の画像を色成分画像として形成し、これらの色成分画像を重ね合わせることにより合成的にカラー画像を形成することは、従来から、カラー複写機等で行われている。このようなカラー画像形成を行う方式の一つとして、各色成分毎の画像を、各色成分毎に設けられている光走査装置を用いて各色成分毎の画像が形成可能な像担持体としての感光体に形成する所謂、タンデム型と呼ばれる画像形成方式がある。このような画像形成方式の場合、光走査装置相互で走査線の曲がり具合や傾きが異なると、光走査装置毎の走査線曲がりが一応補正されていたとしても、形成されたカラー画像に「色ずれ」と呼ばれる異常画像が現れて、カラー画像の画質を劣化させることとなる。
【００１０】
また、色ずれ現象の現れ方として、カラー画像における色合いが所望のものにならないという現象がある。これは、従来、上述した色ずれなどの不具合の発生を防止するために、結像光学系を構成する長尺レンズの光軸を副走査方向に挟む一方側の支持部を、長尺レンズの光軸方向に移動可能な調整ネジを用いた調整部とし、調整ネジの締め具合により長尺レンズを偏向走査方向と直交する断面内で回転調整することにより走査線曲がりを補正する構成が特許文献１で提案されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１３１６７４号公報（請求項１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示されている構成では、調整対象物となる結像光学系に用いられるレンズの材質が影響を受ける環境変動に対しては走査線曲がりの補正が依然としてできない場合がある。その理由は次の通りである。
【００１３】
近年、走査特性の向上を意図して、光走査装置の結像光学系に、非球面に代表される特殊な面を採用することが一般化しており、このような特殊な面を容易に形成でき、なおかつコストも安価なことから樹脂材料で製作された結像光学系が多用されている。樹脂材料の結像光学系は、温度や湿度の変化の影響を受け光学特性が変化し易く、このような光学特性の変化は、走査線の曲がり具合や等速性にも影響を与える。このため、例えば、数十枚のカラー画像の形成を連続して行う場合に、画像形成装置の連続運転により機内温度が上昇し、結像光学系の光学特性が変化して、各光書込装置の書き込む走査線の曲がり具合や等速性が次第に変化し、色ずれの現象により、初期に得られたカラー画像と終期に得られたカラー画像とで色合いが大きく異なるものになることがある。
【００１４】
走査光学系として代表的なｆθレンズ等の走査結像レンズは一般に、副走査方向におけるレンズ不用部分（偏向光束が入射しない部分）をカットし、主走査方向に長い短冊形レンズとして形成される。走査結像レンズが複数枚のレンズで構成される場合、配設位置が光偏向手段から離れるほど、主走査方向のレンズ長さが大きくなり、１０数センチ〜２０センチ以上の長さをもつ長尺レンズが必要となる。このような長尺レンズは一般に樹脂材料を用いて樹脂成形で形成されるが、外界の温度変化によりレンズ内の温度分布が不均一となると、反りを生じてレンズが副走査方向に弓なりな形状となる。このような長尺レンズの反りは前述した、走査線曲がりの原因となるが、反りが著しい場合には、走査線曲がりも極端に発生することとなる。
【００１５】
このような現象は特許文献１に示されたような構成を用いて初期調整を行った場合でも発生する。しかも、特許文献１の構成においては、走査線曲がり以外に色ずれなどの不具合を発生する原因となる走査線の傾きについての対策が採られていない。さらに特許文献１に示された構成では、光軸方向での位置決めがネジの締結具合によって変化するために位置決め精度を確保しにくいという不具合もある。
【００１６】
従来技術のように、最終出力軸と直結してエンコーダを設け、その出力パルスをカウントして高精度にフィートバック制御する場合、コストアップやスペースが大きくなるなどの課題がある。
【００１７】
本発明の目的は、上記従来の光走査装置を搭載した画像形成装置における問題に鑑み、走査結像光学系に含まれる結像素子の反りに起因する初期状態での走査線曲がり及び／または等速性の補正を正確に行え、なおかつ温度変化に起因する変形を有効に抑制し得る調整手段を備えた光走査装置や画像形成装置の提供にある。
【００１８】
本発明の目的は、調整対象となる対象物に対する調整を低コスト、簡単な構成で制度良く行える位置・姿勢調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１の発明は、対象物の少なくとも位置または姿勢の調整を行う調整機構であって、対象物を駆動するための駆動源と、駆動源によって回転駆動される駆動軸に形成されたネジ部と、ネジ部に螺号するネジ部とその外側に歯部が形成されたナット部材と、駆動軸の回転を歯部に伝達する歯車列とを有することを特徴としている。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１記載の調整機構において、駆動源がステッピングモータであり、ナット部材の移動最小分解能＜（ネジピッチ／（３６０／ステップ角））なる関係を満たす差動ネジ機構で構成したことを特徴としている。
【００２１】
請求項３の発明は、光源ユニットと、光源ユニットからの光束を、光学素子を通して光偏向手段に導く第一結像系と、光偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして集光するとともに等速度で走査させる複数の光学素子を備えた第二結像系とを有する光走査装置において、複数の光学素子の少なくとも１つを対象物とし、第二結像系で被走査面上を走査される走査線の少なくとも傾きを調整する調整手段に、請求項１又は２記載の調整機構を用いたことを特徴としている。
【００２２】
請求項４の発明は、１以上の光源からの光束を光偏向手段により偏向させ、偏向された光束を１以上の走査結像光学系により、光源に応じた被走査面上に光スポットを形成して光走査を行う光走査装置において、走査結像光学系が含む結像素子の１以上における副走査方向の姿勢、結像素子の１以上における走査線の曲がり、位置及び傾きを補正する走査線調整機構とを有することを特徴としている。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項４記載の光走査装置において、走査結像光学系の１以上の結像素子が樹脂製結像素子であることを特徴としている。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項５記載の光走査装置において、走査線調整機構は、樹脂製結像素子を副走査方向から保持する形状保持手段と、樹脂製結像素子を副走査方向に変位させて樹脂製結像素子による走査線の曲がりを調整する走査線曲がり補正手段と、形状保持手段を変位させて樹脂製結像素子による走査線位置を調整する第一の駆動源を備えた走査線位置補正手段と、形状保持手段を変位させて樹脂製結像素子による走査線の傾きを調整する第二の駆動源を備えた走査線傾き補正手段とを有し、形状保持手段、走査線曲がり補正手段、走査線位置補正手段及び走査線傾き補正手段を樹脂製結像素子に対して一体的に構成したことを特徴としている。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項６記載の光走査装置において、走査線曲がり補正手段、走査線位置補正手段及び走査線傾き補正手段が形状保持手段に対して一体的に構成されたことを特徴としている。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項６また７記載の光走査装置において、走査線位置の位置を検出する走査線位置検出装置を有し、走査線位置検出装置からの検出情報に基づき、第一の駆動源を駆動して形状保持手段を光軸に回動することを特徴としている。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項６、７又は８記載の光走査装置において、形状保持手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、姿勢制御手段からの検出情報に基づき、第二の駆動源を駆動して形状保持手段を副走査船方向に回動することを特徴としている。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項６、７、８又は９記載の光走査装置において、形状保持手段は、樹脂製結像素子の副走査方向への反りを副走査方向から押さえることで経時での形状変化を抑えるものである特徴としている。
【００２９】
請求項１１の発明は、請求項８または９記載の光走査装置において、樹脂製結像素子による走査線曲がりは走査線曲がり補正手段で初期調整のみ行い、樹脂製結像素子による走査線位置及び傾きの補正は走査線位置補正手段及び／または走査線傾き補正手段により樹脂製結像素子の姿勢を制御して補正するとともに、温度特性を含めた経時変化に対する走査線位置及び／または傾き変動は、走査線位置を検出する検出手段、色ずれ検出手段あるいは姿勢検出手段の検出結果に基づき走査線位置補正手段及び／または走査線傾き補正手段の第一または第二の駆動源を駆動して制御することを特徴としている。
【００３０】
請求項１２の発明は、請求項７または８記載の光走査装置において、形状保持手段は、副走査方向に互いに対向配置されて、樹脂製結像素子を挟持する一対の保持部材と、樹脂製結像素子の副走査方向厚みと略同一あるいは薄い厚みであり、副走査方向と交差する前記樹脂製結像素子の長手方向の両端部よりも外側に配設された間隔保持部とを有し、間隔保持部を介して一対の保持部材を互いに締結し、記走査線曲がり調整手段は樹脂製結像素子の両端部よりも樹脂製結像素子の長手方向であって樹脂製結像素子と対向する一方の保持部材の面に設けられた基準面と、基準面と対向する側に位置する他方の保持部材における樹脂製結像素子の長手方向に間隔を空けて配置され、樹脂製結像素子を基準面に向かって押圧する押圧手段とを有することを特徴としている。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項１２記載の光走査装置において、形状保持手段を装着する固定側部材と、固定部材と形状保持手段の両端部との間にそれぞれ介装され、形状保持部材と固定部材とを弾性的に連結する弾性部材とを有することを特徴としている。
【００３２】
請求項１４の発明は、請求項１３記載の光走査装置において、固定側部材の基準位置に、形状保持手段の一方の保持部材と当接するように基準ピンを配設して、形状保持手段を固定部材に対して揺動自在に支持したことを特徴としている。
【００３３】
請求項１５の発明は、請求項６ないし１４の何れかに記載の９記載の光走査装置において、走査線曲がり補正手段は、樹脂製結像素子に対して接触するように形状保持部材に設けられた球体または円柱状部材と、樹脂製結像素子の長手方向に移動可能に形状保持部材に設けられ、傾斜面で球体または円柱状部材を樹脂製結像素子に対して押圧する押圧部材とを有し、押圧部材を樹脂製結像素子の長手方向に移動させることで、樹脂製光学素子を副走査方向に曲げて走査線曲がりを補正する複数の走査線曲がり補正機構を有することを特徴としている。
【００３４】
請求項１６の発明は、請求項６ないし１５の何れかに記載の９記載の光走査装置において、走査線傾き調整手段として請求項１記載の調整機構を用いたことを特徴としている。
【００３５】
請求項１７の発明は、請求項６ないし１５の何れかに記載の９記載の光走査装置において、走査線傾き調整手段として請求項２記載の調整機構を用いたことを特徴としている。
【００３６】
請求項１８の発明は、請求項１４ないし１７の何れか１つに記載の光走査装置において、基準ピンの、一方の保持部材または樹脂製結像素子に対する位置は、主走査方向及び副走査方向における前記樹脂製結像素子の中心と略同軸上にあり、走査線位置調整手段は光軸の延長上に位置し、走査線の傾き調整手段は、光軸と直交方向で略前記樹脂製結像素子の光学中心の軸延長上に配置したことを特徴としている。
【００３７】
請求項１９の発明は、像担持体と、像担持体に光走査装置による光走査により形成される潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、光走査装置として請求項３乃至１８の何れかに記載の光走査装置を用いたことを特徴としている。
【００３８】
請求項２０の発明は、請求項１９記載の画像形成装置において、像担持体を複数備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、歯車の組み合わせという簡単な構成要素で差動ネジ機構を動作できるので、低コストな対象物の調整機構を提供するとこができる。また最小分解能を従来のネジとナット方式による分解能に比べて十分小さくできるので、より高精度な位置・姿勢調整精度を達成することができる。また、本発明にかかる差動ねじ方式によれば、噛み合い箇所が少なく、バックラッシュは従来方式に比較して最小にできるとともにエンコーダも必要なくなるため、小型で低コストな調整機構となる。
【００４０】
本発明によれば、走査線曲がり、走査線位置、走査線傾きを走査線調整機構で調整することができるので、機械的誤差の積み上げによる走査線曲がり傾きの初期調整と機内温度上昇など環境変動による経持変化に対してもフィードバック制御が可能となるため色ズレを低減できる。
【００４１】
本発明によれば、形状保持手段と樹脂製結像素子とを一体化し、さらに形状保持手段と一体的に設けられた走査線調整機構により樹脂製結像素子の走査線曲がりを補正した状態で、走査線位置及び／または走査線傾きが一括して制御可能に構成されるので、構造が簡単で、かつ調整箇所を一つの樹脂製結像素子に集中して行えるため、部品費、組立費等のコストダウンを図ることが可能となる。
【００４２】
本発明によれば、簡単な構造の差動ネジ機構を用いることや支点の位置を略中心に配置することで走査線位置、走査線傾きを独立かつ従来よりも高精度に補正することができ、更に耐振動性にも優れた保持が可能となる。
【００４３】
本発明によれば、複数の被走査面となる像担持体を対象として個々に走査線曲がり、走査線位置及び／または傾きの補正をできるので、走査面毎で走査状態が異なることを防止することが可能となる。
【００４４】
本発明によれば、電子写真プロセスを用いたタンデム式の多色画像形成装置の光走査装置として使用する場合に、走査対象となる像担持体での走査線曲がり、走査線位置及び／または走査線傾きを補正や矯正することができるので、単色及び多色の出力画像の高密度化、マルチビームによる高速化、色ずれの少ない高画質化を図ることができる。さらに消費電力の低減、振動騒音低減、熱発生の低減につながり、環境負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を説明する前に、光走査装置が適用される画像形成装置について図１１を用いて説明する。図１１に符号１で示す画像形成装置は、フルカラー画像（多色画像）を形成可能な複写機である。画像形成装置としては、この他に、受信した画像信号に基づき上述した複写機やプリンタと同様な画像形成処理が可能なファクシミリ装置やこれらの複合機が挙げられる。画像形成装置には、カラー画像を対象とするだけでなく、単一色の画像を対象とする装置も勿論含まれる。
【００４６】
画像形成装置１には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に色分解され、各色に対応する画像を形成可能であり被走査面となるな複数の像担持体としての感光体ドラム１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａを水平方向に並列配置したタンデム構造が用いられている、画像形成装置１は、各感光体ドラムに形成された可視像は、各感光体ドラムに対峙しながら移動可能な転写ベルト５によって搬送される記録媒体である転写紙Ｓにそれぞれ重畳転写されるように構成されている。
【００４７】
一つの感光体ドラム１Ａを代表して画像形成処理に係る構成を説明すると次の通りである。他の感光体ドラム２Ａ〜４Ａに関しても同様な構成と処理であるので、これら感光体ドラム２Ａ〜４Ａに関連する部品には、便宜上、感光体ドラム１Ａに関連する部材に付した数字の符号を付すに留め詳細な説明は省略する。  
感光体ドラム１Ａの周囲には、矢印で示す回転方向に沿って画像形成処理を実行するためにコロトロンあるいはスコトロトン等の構成を用いた帯電装置１Ｂ、レーザ光源からのレーザ光を用いる光走査装置２０、現像装置１Ｄおよびクリーニング装置１Ｅがそれぞれ配置されている。
【００４８】
画像形成装置１では、これら画像形成処理を実行する装置が配置されている画像形成部の上部に原稿読み取り部６が配置されており、原稿載置台６Ａ上に載置された図示しない原稿を読み取り装置７によって読み取った画像情報を図示しない画像処理制御部に出力し、上述した光走査装置２０に対する書込み情報が得られるようになっている。図１１において、帯電装置１Ｂにはローラを用いた接触式が採用されている、放電ワイヤを用いたコロナ放電式を用いることも可能である。本形態では、現像装置１Ｄ〜４Ｄの配列は、図１１において転写ベルト５の展張部における右側からイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナーを供給できる順序で配列されている。
【００４９】
読み取り装置７は、原稿載置台６Ａ上に載置されている図示しない原稿を走査するための光源７Ａおよび原稿からの反射光を色分解毎の色に対応して設けられているＣＣＤ７Ｂに結像させるための複数の反射鏡７Ｃと結像レンズ７Ｄとを備えており、色分解毎の光強度に応じた画像情報が各ＣＣＤ７Ｂから図示しない画像処理制御部に出力される。
【００５０】
転写ベルト５は、複数のローラに掛け回されたポリエステルフィルムなどの誘電体で構成された部材で構成され、展張部分の一つが感光体ドラム１Ａ〜４Ａに対峙し、各感光体ドラムとの対向位置の内側に、転写装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがそれぞれ配置されている。転写装置８Ａ〜８Ｄは、正極のコロナ放電を用いて感光体ドラム１Ａ〜４Ａに担持されている画像を用紙Ｓに向けて静電吸着させる特性とされている。転写ベルト５に対しては、レジストローラ９を介して給紙装置１０の給紙カセット１０Ａ内から繰り出された記録媒体としての用紙Ｓが給送され、用紙Ｓが転写ベルト５に対して転写装置８Ａからのコロナ放電により静電吸着されて搬送される。図１１中、符号１３は、転写ベルト５に残存しているトナーを除去するクリーニング装置を示している。
【００５１】
感光体ドラム１Ａ〜４Ａからの画像転写が終了した用紙Ｓが移動する位置には、転写ベルト５から用紙Ｓを分離する分離装置１１が、また、展張部分の今一つの部分にはベルトを挟んで対向する除電装置１２がそれぞれ配置されている。
【００５２】
分離装置１１は、用紙Ｓの上面から負極性のＡＣコロナ放電を行うことにより用紙Ｓに蓄積している電荷を中和して静電的な吸着状態を解除することにより転写ベルト５の曲率を利用した分離を可能にすると共に分離の際の剥離放電によるトナーチリの発生を防止するようになっている。除電装置１２は、転写ベルト５の表裏両面から転写装置８Ａ〜８Ｄによる帯電特性と逆極性となる負極性のＡＣコロナ放電を行うことにより転写ベルト５の蓄積電荷を中和して電気的初期化を行うようになっている。
【００５３】
感光体ドラム１Ａ〜４Ａでは、帯電装置１Ｂ〜４Ｂによって感光体ドラム１Ａ〜４Ａの表面が一様帯電され、原稿読み取り部６における読み取り装置７によって読み取られた色分解色毎の画像情報に基づき書込み装置１Ｃ〜４Ｃを用いて感光体ドラムに静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置１Ｄ〜４Ｄから供給される色分解色に対応する補色関係を有する色のトナーにより可視像処理された上で、転写ベルト５に担持されて搬送される用紙Ｓに対して転写装置８Ａ〜８Ｄを介して静電転写される。各感光体ドラム１Ａ〜４Ａに担持された色分解毎の画像が転写された用紙Ｓは、除電装置１１により除電された上で転写ベルト５の曲率を利用して曲率分離された後に定着装置１４に移動して未定着画像中のトナーが定着されて排出される。
【００５４】
このような４連タンデム式の画像形成装置において、４色の色ずれが無い様にレジストをとるには部品精度や組み付け精度を高精度化するだけでは、高コスト化を招き困難である。本発明はセルフプリントを装置内で行い、そこから副走査方向の色ずれ量を認識した後、その量に応じて各感光体ドラムへのビーム光照射方向を微少に可変して正確な色レジストを実現するものである。実際には転写ベルト５上に、色ずれを認識するパッチパターンを作成し、これを図示しない色ずれ検出手段としてのＰセンサにより検出する。ライン状の４色パターンを形成し、仮に黒ラインを基準として他のＹ、Ｍ、Ｃ色が進行あるいは後退方向にどれだけずれたかを時間タイミングで認識した後、各色の書込みにおける色ずれ補正を実施する。検出と補正の実施は、画像形成装置を起動させる電源オン時の全体プロセスコントロール実施時、装置内温度差が５℃になった時、数百枚のジョブ進行時、各感光体ドラムや各現像装置ユニット及び転写ベルト５を備えたユニットの交換時等である。補正の工程が完了すると、これらのパターンは図示しないクリーニングバイアスローラにてクリーニングされ、転写ベルト５上から除去される。
【００５５】
次に上述した複数の感光体ドラムを対象とした光走査装置２０について説明する。図１は光装置装置の基本構成を示す図である。図１において、光走査装置２０は光源となる２つの半導体レーザ２１Ａ、２１Ｂを用いる光源ユニット２１、光学素子としてのシリンドリカルレンズ２２、光偏向手段としてのポリゴンミラー２３、走査光学素子であり結合素子となるｆθレンズを用いた第二結像系２４Ｂを備えている。光走査装置２０では、光源ユニット２１から出射された光束となる２本の光ビーム２１０Ａ、２１０Ｂが、第一結像系２４Ａを構成するシリンドリカルレンズ２２の作用によりポリゴンミラー２３の偏向反射面上に（副走査方向に結像し、主走査方向に長い）線像として結像したのち、第２結像系２４により被走査面（感光体ドラム：便宜上、符号１Ａで示す）上を光スポットとして走査する構成とされている。図１において、光源ユニット２１としては、半導体レーザとカップリングレンズにより構成されているが、このような構成に限定するものではない。光走査装置２０を画像出力装置の光書込装置として利用する場合、光ビームは出力画像データに対応して変調されるが、その変調開始タイミングのための電気信号（同期信号）は、本形態では同期検知板２５に光ビームが入射することにより得ている。
【００５６】
光ビーム２１０Ａ、２１０Ｂは、図２に示すように、ポリゴンミラー２３の偏向反射面近傍にて角度θで交差する構成（主走査断面）となっている。これにより２ビーム間の光学特性（像面湾曲、倍率誤差等）の偏差発生を抑制することが可能となる。感光体ドラム（便宜上、符号１Ａを対象とする）が相当する被走査面上での２つのスポット光ＢＳ１，ＢＳ２は、図３に示すように、その走査密度に応じ、副走査方向に所定の間隔ＰＺ（ビームピッチ）を維持することが要求される。この間隔ＰＺを所定にするには、図４に示すように、光ビーム２１０Ａと光ビーム２１０Ｂとのなす角度φを設定すればよい。
【００５７】
走査線は光学素子単体の精度、主に母線の曲がりや、光学的なハウジングに組付時の配置誤差の積み上げにより、傾き、曲がりが発生する。このため、本形態では、被走査面１Ａ（感光体ドラム）における走査線曲がり、傾きを検知する手段が光走査装置２０に設けられ、あるいは転写ベルト５上に形成したカラーパッチの色ずれを上記Ｐセンサで検出して、その検出結果に基づき後述する駆動源となるステッピングモータを駆動して樹脂製の結像素子となるｆθレンズ（長尺レンズとも記す）の姿勢を後述するようにγチルトさせることで、走査線傾きを補正する。走査線曲がり補正は、全ての光学素子が組み付けられた状態で初期の走査線曲がり調整を行い、以後、画像形成装置の稼動時には再調整、あるいは走査線曲がり補正に対するフィードバック制御は行わない。
【００５８】
ここで、走査線の曲がり傾き量（大きさ）について説明すると、これは、光走査装置自体で発生する量と、例えば感光体ドラム軸の倒れに起因する傾き等の光走査装置以外の要因で発生する曲がり傾きの積み上げが画像の曲がり傾きとなって発生するもので、最大数百ミクロンの傾きが発生することがある。本形態では光走査装置２０で発生する以外の要因に対しても光走査装置２０で補正することを狙いとしている。  
本形態では、後述する走査線調整機構９０により数百ミクロンレベルの傾きを調整し、さらに温度変動を含めた色ずれに対してフィードバック制御することで数十ミクロン以下の精度を達成することが可能となる。
【００５９】
図５は、走査位置検出手段の一形態を示す。図５における（Ａ）、（Ｂ）は、走査線検出手段を光走査装置内部あるいは近傍に配置した場合を示しており、（Ａ）では有効画像域外に符号ＡＳで示す走査位置検出手段を配置するとともに結像光束の光路上に検出用反射ミラーＭを配置して走査位置ずれを検出するようになっており、（Ｂ）では、符号ＨＭで示すハーフミラーを結像光束の光路上に設けて走査位置検出手段ＡＳで検出するようになっている。ハーフミラーＨＭを用いることにより多点像高での走査線位置検出が可能となる。
【００６０】
図５（Ｃ）、（Ｄ）に示す構成は、感光体ドラム１Ａ上のトナー像Ｔ、転写ベルト５上のトナー像Ｔの色ずれ（色画像同士の転写位置ずれ）を光源Ｐからの照射光の反射状態を、レンズＬを介して走査位置検出手段（エリアセンサ）ＡＳにより検出する方式であり、光源Ｐ、レンズＬ、エリアセンサＡＳで走査位置検出手段１８０を構成している。このような構成の走査位置検出手段１８０であると、最終画像に近い工程で検出するため精度が高くなる可能性がある。
【００６１】
以上のような構成を備えた光走査装置２０には、図６に示すような、走査線調整機構９０が設けられている。走査線調整機構９０は、走査線曲がり補正手段１００と、走査線位置補正手段１２０と、走査線傾き補正手段１３０とを備えている。走査線曲がり補正手段１００を構成する部材の一部と走査線傾き補正手段１３０、及び走査線位置補正手段１２０を構成する部材の一部とは、後述するように形状保持手段１０５に一体的に設けられている。
【００６２】
以下、この構成について詳細に説明する。  
図６に示す走査線調整機構９０は、第２結像系２４に用いられる樹脂製結像素子となる長尺レンズ１０１に形状保持手段１０５とともに一体型とした例を示している。本形態での走査線の曲がりは、長尺レンズ１０１の副走査方向の反りを走査線曲がり補正手段１００で補正して保持することにより解消し、走査線の傾きは、長尺レンズ１０１の略光軸を中心とした傾き（図６中、符合γで示す）を走査線傾き補正手段１３０で補正して保持するようになっている。なお、走査線調整機構９０は、図１０に示す第２の走査レンズ１０１Ａに対しても同様に別個に配設されており、これらを構成する部材の一部は形状保持手段１０５と同一構成の形状保持手段１０５Ａに一体的に設けられている。
【００６３】
形状保持手段１０５は、長尺レンズ１０１を副走査方向Ｂから支持する、主走査方向Ａに長い下側の保持部材１０２と、保持部材１０２との間で長尺レンズ１０１を副走査方向Ｂから挟持する上側の保持部材１０４とを有している。保持部材１０２、１０４は、何れも断面をコの字型に曲げて曲げ強度向上させた板金であり、副走査方向Ｂに互いに対向配置されている。保持部材１０４の両端１０４ａ、１０４ｂには、保持部材１０２との間隔を形成するためと、保持部材１０２を装着するための間隔保持部としての脚部１０６，１０６が形成されている。脚部１０６，１０６は、長尺レンズ１０１の両端部１０１ａ、１０１ｂよりも外側に配設されている。
【００６４】
保持部材１０２と長尺レンズ１０１の間には、基準面を形成するための一対の突起部１０３，１０３が配置されている。突起部１０３，１０３は、走査線曲がり補正手段１００による長尺レンズ１０１に押圧位置以外の部分、言い換えると非押圧部分に対応して形成あるいは配設されている。本形態では、突起部１０３，１０３は、その上面が面一になるよう、板金である保持部材１０２に絞り加工により突設されて、高さ２００μｍとされている。突起部１０３、１０３は、主走査方向Ａにおける、走査線曲がり補正手段１００の一部を構成すると共に、複数の走査線曲がり補正機構１１０の間に配設されている。このため、長尺レンズ１０１は、副走査方向Ｂに対する面が保持部材１０４の内面と突起部１０３の上面とに突き当てれ、保持部材１０２と保持部材１０４とを脚部１０６，１０６を介してネジ３０１で一体化されることで副走査方向から挟持される。このように保持部材１０２、１０４で長尺レンズ１０１挟持することで、長尺レンズ１０１の副走査方向への反りが押さえ込まれ、計時での形状変化を抑えられる。保持部材１０２の中央には、長尺レンズ１０１の中央に形成された突部１０１ｃを主走査方向Ａから挟むピン１２３，１２４が形成されている。長尺レンズ１０１は、突起１０１ｃをピン１２３，１２４の間に挿入することで、主走査方向Ａへの位置決めがなされる。
【００６５】
走査線曲がり補正手段１００は、これを構成する部材が保持部材１０４と一体化されている。走査線曲がり補正手段１００は、主走査方向Ａに間隔を空けて複数配設された押圧手段としての走査線曲がり補正機構１１０を有している。各走査線曲がり補正機構１１０は、押圧部材１０７と、各押圧部材１０７を長尺レンズ１０１に押し当てるための押し当て部材１０８と、保持部材１０４の上面にスポット溶接等で固定され押し当て部材１０８をそれぞれ支持するためのコ字状をなすブラケット１０９とをそれぞれ備えている。
【００６６】
各押圧部材１０７は円柱状部材であって、長尺レンズ１０１の下方に位置する保持部材１０２に当接する面の反対側から、すなわち、基準面と対向する側に位置する他方の保持部材１０４から長尺レンズ１０１を基準面に向かって押圧するように構成されている。各押圧部材１０７には、球体を用いてもよい。ブラケット１０９の両側の立ち曲げ部１０９ａ、１０９ｂには、図７に示すように、ガイド穴１１１と、ガイド穴１１１より大きいタップ１１２がそれぞれ開孔されている。各押し当て部材１０８は、小径部１０８ｂと大径部１０８ｃ、小径部１０８ｂと大径部１０８ｃとを連結する傾斜面を構成するテーパ部１０８ａとを有するテーパピンである。大径部１０８ｃの外周にはねじ山が形成され、その端部には工具溝が形成されている。すなわち、各押し当て部材１０８は曲がり調整用のネジとして構成されている。
【００６７】
各押し当て部材１０８は、ガイド穴１１１に小径部１０８ｂが、タップ１１２に大径部１０８ｃがそれぞれ挿通され、タップ７１１２に噛合したネジとなっており、その軸方向をなす主走査方向Ａとほぼ同一の方向においてブラケット１０９によって移動可能に支持され、これによってブラケット１０９を介して保持部材１０４と一体化されている。そしてこれにより、走査線曲がり補正手段１００は、この一部すなわち走査線曲がり補正機構１１０の一部をなす押し当て部材１０８がそれぞれ保持部材１０４、すなわち形状保持手段１０５と一体化されている。
【００６８】
各押圧部材１０７は、円柱状をなすコロであり、その軸線方向が長尺レンズ１０１の光軸方向Ｃと平行をなすように配置されている。各ブラケット１０９には、各押圧部材１０７の形状に合うように切り欠き１０９ａが、保持部材１０４には孔１１０がそれぞれ形成されている。各押圧部材１０７は、切り欠き１０９ａ及び孔１１０に落とし込まれ、長尺レンズ１０１にそれぞれ直接当接している。各押圧部材１０７は長尺レンズ１０１に対して直接当接するのでなく、当て板等を介して当接するようにしても良い。
【００６９】
各押し当て部材１０８は、テーパ部１０８ａが押圧部材１０７にそれぞれ当接しており、押し当て部材１０８の工具溝にドライバ等の工具を差し込んで回転させ、その軸方向すなわち押圧部材１０７の軸線方向とほぼ直行する方向（副走査方向Ｂ）に移動させることで、各押圧部材１０７への押圧位置が変化し、押圧部材１０７が当接した位置において保持部材１０４に対する長尺レンズ１０１の位置が変化する。したがって、各走査線曲がり補正機構１１０において、押し当て部材１０８の回転を行うことで、全体として、走査線曲がり補正手段１００による、長尺レンズ１０１を透過したビームの、感光体ドラム上における走査線の曲がりの補正を行うことができる。
【００７０】
感光体ドラム上における走査線の曲がりは、長尺レンズ１０１の平面度や、図１０に示す折り返しミラーＭ１、シリンダレンズ２２、ポリゴンミラーＰＭ、第１の走査レンズＬ１、折り返しミラー２８Ａ、２８Ｂ、長尺レンズ１０１、折り返しミラー３３の反りの積み上げにより発生するが、走査線曲がり補正手段１１０により、上述のようにして長尺レンズ１０１だけを副走査方向に曲げることにより、かかる走査線の曲がりが解消される。
【００７１】
例えば長尺レンズ１０１が上に凸に反っていれば、中央部の走査線曲がり補正機構１１０に備えられた押圧部材１０７を下方に押し下げて長尺レンズ１０１を押圧し、矯正すれば良く、逆に下に凸に反っていれば両端部の走査線曲がり補正機構１１０に備えられた押圧部材１０７を下方に押し下げて長尺レンズ１０１を押圧し、矯正すればよい。実際の走査線曲がり量は数１０μｍのレベルであり、保持部材１０２及び保持部材１０４が変形しない領域で補正可能となる。
【００７２】
長尺レンズ１０１には、その成形過程で、押圧部材１０７が当接する面にひけ部としてのひけが生じる。このひけは、肉厚部に沿って光軸方向Ｃにおいてある幅の大きさを有する。押圧部材１０７は、その軸線方向すなわち光軸方向Ｃにおける長さが、図６７ら明らかなようにひけの幅よりも長くなっており、押圧部材１０７と長尺レンズ１０１との接触を安定して行うようになっている。また、押圧部材１０７の軸線方向を長尺レンズ１０１の光軸と略平行にしているため、環境温度が変化し長尺レンズ１０１が膨張あるいは収縮しても、押圧部材１０７が回転しあるいは滑ることで、長尺レンズ１０１の主走査方向Ａにおける膨張、収縮の膨張を妨げることがなく、光学特性の変化を抑えることができる。なお、タンデム光学系の各ステーション間での反りの量、方向を一致させる狙いであれば、走査線曲がり補正手段１００は、保持部材１０２、保持部材１０４ごと長尺レンズ１０１を変形させることで調整の余裕度が向上し調整の容易化が更に可能となる。
【００７３】
図６に示すように、走査線傾き補正手段１３０は、保持部材１０４と一体的に設けられ形状保持手段１０５を傾けるように駆動するための、第二の駆動源としてのモータであるステッピングモータ１３１を備えている。ステッピングモータ１３１は、形状保持部材１０５の傾きを検知する姿勢検知手段１６０，１６１が検知した形状保持部材１０５の傾き方向や、走査線の傾きを検出する図示しない走査線の傾き検出手段による傾き量に応じて図示しない制御手段としてのコンピュータによってその動作が制御される。
【００７４】
図６において、符号１４０は、光走査装置２０の図示しないハウジングと一体化された、形状保持手段１０５を装着するための固定側部材としての長尺レンズホルダを示している。固定側部材は光走査装置２０のハウジング自体であっても良い。長尺レンズホルダ１４０には、図７に示すように、保持部材１０２に向かって突出する基準ピン１４２が設けられている。この基準ピン１４２は、保持部材１０２と接触する先端が半球状に形成されていて、形状保持手段１０５の移動時の支点軸を構成している。基準ピン１４２は、長尺レンズホルダ１４０の基準位置に配設されている。基準位置とは、略光軸と一致し、長尺レンズ１０１の光軸方向肉厚の中心、後述する走査線位置補正手段１２０に用いるステッピングモータ１２８の軸と略一直線上になるように配置されている。すなわち、基準ピン１４２の、保持部材１０２または長尺レンズ１０１に対する位置は、主走査方向Ａ及び副走査方向Ｂにおける長尺レンズ１０１中心と略同軸上とされている。このため、長尺レンズホルダ１４０は、長形状保持手段１０５を長尺レンズホルダ１４０に対して走査線の傾きを補正可能な方向に変位可能、具体的には揺動自在に支持している。
【００７５】
長尺レンズホルダ１４０が支点軸１４２のみを介して形状保持手段１０５を支持すると、形状保持手段１０５が不安定となるため、走査線傾き補正手段１３０は、図６に示すように、保持部材１０２の他端１０２ｂと長尺レンズホルダ１４０の他端とに一体的に構成された弾性部材としての板ばね１２２と、保持部材１０４の一端１０４ａと長尺レンズホルダ１４０の一端とに一体的に構成された弾性部材としての板ばね１２１とを有している。形状保持手段１０５は、長尺レンズホルダ１４０に対して走査線の傾きを補正可能な方向に搖動可能に支持されつつ、板ばね１２１、板ばね１２２の弾性力により長尺レンズホルダ１４０と形状保持手段１０５とを弾性的に連結されることで、支点軸１４２に押圧されることで安定した状態で長尺レンズホルダ１４０に支持される。すなわち、板ばね１２１、板ばね１２２は、捩り梁として作用し、βチルト、γチルトの２方向に対してバネ性をもって基準ピン１４２に押圧できるので、ガタなく長形状保持手段１０５の支持が可能としている。板ばね１２２はネジ３０３により保持部材１０２と長尺レンズホルダ１４０とに一体化され、板ばね１２１はネジ３０２により保持部材１０４と長尺レンズホルダ１４０とに一体化されている。
【００７６】
図３及び図９に示すように、ステッピングモータ１３１は、ねじ３０５により保持部材１０４の他端１０４ｂに一体化されている。本形態においては、ステッピングモータ１３１は可動側となる形状保持手段１０５に配置した構成としたが、固定側となる長尺レンズホルダ１４０側に取り付けた構成としてもよいし、光走査装置２０のハウジングに取り付けた構成としてもよい。
【００７７】
図９に示すように、ステッピングモータ１３１は駆動軸となるステッピングモータシャフト１３２を有している。ステッピングモータシャフト１３２の先端部１３２ａには雄ねじが切られ、保持部材１０４寄りの部位には保持部材１０４と略平行となるように第一の歯車１３４が固定されている。ステッピングモータシャフト１３２は、光軸と直交方向で略長尺レンズ１０１の光学中心の軸延長上に配置されている。ステッピングモータシャフト１３２の延長上に位置する保持部材１０２には、開口１０２ｃが形成されている。この開口１０２ｃには、内部に雌ネジ孔１３７ａが形成され、ステッピングモータシャフト１３２に装着されるナット部材１３７の先端１３７ｂａが挿入される。先端１３７ｂは半球状を成し、長尺レンズホルダ１４０に突き当てられている。ナット部材１３７の中央外周には、第一の歯車１３４と同一径で同一中心となる歯部１３７ｃが形成されている。ステッピングモータ１３１近傍の保持部材１０２と保持部材１０４には、ステッピングモータシャフト１３２と略平行となる支持軸１３８が装着されている。この支持軸１３８には、第１の歯車１３４とナット部材１３７の歯部１３７ｃと噛み合う２段歯車１３５，１３６がそれぞれ設けられている。
【００７８】
これらステッピングモータ１３１、ナット部材１３７及び歯車１３４，１３５，１３６からなる歯車列により、差動ネジ機構が構成されている。姿勢検知手段１６０，１６１は、フォトインタラプタ等のセンサであり、主走査方向Ａに間隔をもって配設されている。姿勢検知手段１６０，１６１は保持部材１０４の立ち上げ部１０４ｃの上下動を検出している。本形態では、立ち上げ部１０４ｃが両方のセンサを遮った位置をホームポジションとし、このホームポジションを基準にして形状保持手段１０５の傾きの方向を検出し、その検出に応じて制御手段によりステッピングモータ１３１を駆動するシーケンス制御がなされている。
【００７９】
ここで差動ネジ機構の原理について説明すると、ステッピングモータ１３１が駆動してステッピングモータシャフト１３２が回転するとその回転歯車１３５，１３６を介して歯部１３７ｃに伝達される。このため、歯車１３４とナット部材１３７の歯部１３７ａの回転方向とは同一方向となる。そして、歯車１３５，１３６の歯数を同じ歯数とすると、同じ回転数となる。よって、本形態では各歯車の歯数比を任意に設定することにより、ステッピングモータシャフト１３１とナット部材１３７の歯部１３７ｃとの間に回転位相差を発生させている。この回転位相差によりナット部材１３７は軸方向へ変位されるので、形状保持手段１０５と長尺レンズホルダ１４０との間隔が変化する。
【００８０】
このナット部材１３７の軸方向への変位の最小分解能は（ステップ角×回転位相差×ネジピッチ）／３６０×３６０で表される。ここで、最小分解能を小さくするにはステップ角、雄ネジ及び雌ネジのピッチを小さくすれば良いが、加工コストの問題で限界があるため、比較的設計自由度のある回転位相差を小さく設計することにより、従来のネジとナット方式に比較して十分小さい最小分解能を得ることができる。
【００８１】
また、ステッピングモータ１３１は、姿勢検知手段１６０，１６１により形状保持手段１０５傾き方向を検知して、その検知信号に応じて回転制御されるので、基準ピン１４２を支点として形状保持手段１０５全体が図６に示すγ方向へ回転（γチルト）することになり、走査線傾き補正が行える。本形態では、ステッピングモータ１３１を可動側の保持部材１０４に配置したが、長尺レンズホルダ１４０などの固定側に取り付けても良い。
【００８２】
走査線位置補正手段１２０は、図６、図８に示すように、第一の駆動源となるステッピングモータ１２８と、ステッピングモータの回転駆動軸１２８ａと係合するナットホルダ１２６と備えている。ステッピングモータ１２８は、そのフランジ１２９が複数のネジ３０３、３０３によって、長尺レンズホルダ１４０の中央に設けられた台座部１４１に固定されている。台座部１４１は、長尺レンズホルダ１４０における主走査方向Ａの中央部の前端縁、つまり、光軸方向一方側で走査光の出射側の縁部に形成されている。
【００８３】
回転駆動軸１２８ａにはリードスクリューが形成されている。回転駆動軸１２８ａは、光軸の延長上に配置されている。ナットホルダ１２６は円筒状をなし、その中心には回転駆動軸１２８ａと螺合する雌ネジ孔が副走査方向Ｂに貫通して形成され、一方の端部にはフランジ部１２６ａが形成されている。このナットホルダ１２６は、保持部材１０２の中央に設けられた突出片１０２ｄに装着される。突出片１０２ｄとは、保持部材１０２における主走査方向Ａ方向の中央部の前端縁、つまり、光軸方向一方側で走査光の出射側の縁部に形成されている。突出片１０２ｄの先端には、ナットホルダ１２６を挿入するための孔が形成されていて、ナットホルダ１２６が挿入される。フランジ部１２６ａはこの挿入孔よりも大径に形成されていて、ナットホルダ１２６の一方向へり抜け留め部材として機能している。この状態であると、ナットホルダ１２６は、図８において、上方に向かって突出片１０２ｄから外れてしまうので、突出片１０２ｄよりも下方に位置するナット部材１２６の外周には溝が形成されていて、この溝に対し留め輪１２７を挿入することでナット部材１２６のフランジ部１２６ａとで突出片１０２ｄな対して挟み込んで保持している。
【００８４】
このような構成の走査線位置補正手段１２０によると、ステッピングモータ１２８が駆動されると、駆動軸１２８ａが回転し、その回転方向に応じてナットホルダ１２６が副走査方向Ｂに移動する。この移動により、基準ピン１４２を支点として形状保持手段１０５全体が図６に示すβ方向へ回転（βチルト）することになり、長尺レンズ１０１の光軸と直交する方向での傾きを調整でき、走査線の位置補正を行える。
【００８５】
本形態の走査線位置補正手段１２０では、従来方式のネジとナットで構成しているが、特に高分解能を要求しない場合の適応であり、必要であれば、走査線傾き補正手段１３０に適用した差動ネジ方式を用いて良い。
【００８６】
上述した構成の走査線調整機構９０は、図１に示したタンデム光学系からなる光走査装置２０に適用されるが、そのための構成を図１０に示す。図１０において、タンデム光学系からなる光走査装置２０は、各色毎の画像を形成可能な複数の感光体ドラム（便宜上、図１に示した符合１Ａ、１Ｂを用いる）に対して、図１に示した基本構成が適用され、その構成のなかで一体型曲がりおよびまたは傾き補正保持手段９０が長尺レンズ（便宜上、符号１０１，１０１Ａで示す）に適用される。なお、図１０中、符合２７Ａ，２７Ｂは光源をなす第１走査用および第２走査用の半導体レーザを、符合２８Ａ，２８Ａは第１走査用の折り返しミラーを、符号２９Ａ，２９Ｂは第２走査用の折り返しミラーをそれぞれ示しており、感光体ドラム１Ａ、２Ａに対する以降の光路に配置されている光学部材が、図１において符号２４で示した第２結像系として各感光体ドラムを対象として構成している。
【００８７】
このような構成のタンデム光学系からなる光走査装置を用いることにより、長尺レンズ１０１，１０１Ａでの環境温度の変化による形状変化を抑制できると共に、形状変化による走査線の曲がりを抑制し、さらには、走査線調整機構９０により傾きや曲がりの量を低減され、さらに色ずれを検出してフィードバック制御を行うことで光スポット位置の適正化が行えることになる。
【００８８】
なお、本形態では、差動ネジ機構を有する走査線位置調整機構９０により、調整対象物を光走査装置のレンズの位置や姿勢を適宜補正制御しているが、差動ネジ機構を有する調整機構によって、その位置や姿勢が制御される対象物はレンズに限定されるものではなく、汎用に利用することができ、光走査装置２０以外に適用して無論かまわない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態に係る光走査装置の基本構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した光走査装置の作用の一つを説明するための模式図である。
【図３】図１に示した光走査装置の別の作用を説明するための模式図である。
【図４】図１に示した光走査装置の作用の別な例を説明するための模式図である。
【図５】図１に示した光走査装置に用いられる位置ずれおよび色ずれ検知のための構成の例を説明するための図である。
【図６】図１に示した光走査装置に用いられる走査線調整機構の全体構成を示す斜視図である。
【図７】走査線曲がり補正手段の構成を示す拡大断面図である。
【図８】走査線位置補正手段の構成を示す拡大断面図である。
【図９】走査線傾き補正手段における差動ネジ機構の構成を示す拡大断面図である。
【図１０】複数の被走査面を対象として本形態の光走査装置における走査線位置調整手段を提供した光学系の構成を説明するための斜視図である。
【図１１】本発明の光走査装置が適用される画像形成装置の一形態を説明する模式図である
【符号の説明】
【００９０】
１    画像形成装置
１Ａ、２Ａ，３Ａ、４Ａ    像担持体（被走査面）
２１    光源ユニット
２２、２２Ａ、２２Ｂ    光学素子
２３、ＰＭ１、ＰＭ２    光偏向手段
２４Ａ    第一結像系
２４Ｂ    第２走査系
２０    光走査装置
９０    走査線調整手段
１００    走査線曲がり補正手段
１０１，１０１Ａ    対象物（複数の光学素子）
１０１ａ、１０１ｂ    樹脂製結像素子の両端部
１０２，１０４    一対の保持部材
１０３，１０３    基準面
１０４ａ、１０２ｂ    形状保持手段の両端部
１０５    形状保持手段
１０６、１０６    間隔保持部
１０７・・    円柱状部材
１０８・・    押圧部材
１０８ａ・・    傾斜面
１１０・・    押圧手段（走査線曲がり補正機構）
１２０    走査線位置補正手段
１２１，１２２    弾性部材
１２８，１３１    駆動源
１２８ａ，１３２    駆動軸
１３０    走査線傾き補正手段
１３２ａ    ネジ部
１３４，１３５，１３６    歯車列
１３７ａ    螺号するネジ部
１３７ｃ    歯部
１３７    ナット部材
１４０    固定側部材
１４２    基準ピン
１６０，１６１    姿勢検出手段
Ａ    主走査方向
Ｂ    副走査方向
ＡＳ、１８０  走査線位置検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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